Biologia - Matura Czerwiec 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1.
Rycyna znajdująca się w nasionach rącznika pospolitego jest białkiem silnie trującym dla
człowieka. Cząsteczka rycyny składa się z dwóch różnych łańcuchów polipeptydowych: RTA
i RTB, które są połączone mostkiem dwusiarczkowym. Łańcuch RTA zawiera sekwencje
ułożone w postaci α-helisy i β-harmonijki. Jest on enzymem (N-glikozydazą RNA)
rozrywającym wiązania glikozydowe i usuwającym cząsteczkę adeniny w dużej podjednostce
rybosomalnego RNA. Łańcuch RTB jest lektyną, która łączy się z galaktozą – składnikiem
receptorów występujących na powierzchni wielu komórek. Trucizna związana na powierzchni
komórki może wniknąć do jej wnętrza drogą endocytozy.
Osobno żaden z peptydów rycyny nie jest trucizną dla człowieka. Peptyd RTA występuje
w wielu roślinach, np. w jęczmieniu.
Na podstawie: S. Olsnes, A. Pihl, Different biological properties of the two constituent peptide chains of ricin a toxic protein [...], „Biochemistry” 12 (16), 1973.
1.1. (0–1)
Na podstawie tekstu określ, jaka jest najwyższa rzędowość struktury cząsteczki rycyny (1-, 2-, 3- czy 4-rzędowa). Odpowiedź uzasadnij.
Cząsteczka rycyny ma strukturę : – rzędową, ponieważ
1.2. (0–1)
Odwołując się do właściwości łańcucha polipeptydowego rycyny RTA, wyjaśnij, dlaczego rycyna działa toksycznie na komórki.
1.3. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego możemy bezpiecznie spożywać produkty z jęczmienia, mimo że zawiera on peptyd RTA. W odpowiedzi uwzględnij właściwości obu łańcuchów polipeptydowych rycyny.
Rozwiązanie
1.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne określenie rzędowości struktury rycyny wraz z prawidłowym
uzasadnieniem uwzględniającym obecność dwóch łańcuchów aminokwasów / RTA
i RTB / więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego.
0 p. – za każdą inną odpowiedź lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
Rycyna ma strukturę 4-rzędową, ponieważ:
- składa się z dwóch (różnych) łańcuchów aminokwasów/łańcuchów polipeptydowych.
- składa się z łańcucha polipeptydowego RTA i RTB.
- występuje mostek dwusiarczkowy między łańcuchami RTA i RTB.
- składa się z więcej niż jednego łańcucha polipeptydowego. (odp. dopuszczalna)
1.2. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie toksycznego działania rycyny na komórki uwzględniające
niszczący wpływ łańcucha RTA na rybosomy i zatrzymanie syntezy białek.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Łańcuch RTA jest enzymem rozrywającym wiązania glikozydowe i powoduje usunięcie adeniny z łańcucha rybosomalnego RNA wskutek czego nie powstają rybosomy i nie zachodzi synteza białek.
- Łańcuch RTA powoduje usunięcie adeniny z łańcucha rRNA, co powoduje inaktywację rybosomów i skutkuje zatrzymaniem syntezy białek.
- Łańcuch RTA (jedna z podjednostek cząsteczki rycyny) niszczy rybosomy, usuwając adeninę z łańcucha rRNA, co powoduje zatrzymanie syntezy białek.
1.3. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za prawidłowe wyjaśnienie przyczyny nietoksycznego działania na organizm człowieka
peptydu RTA w nasionach jęczmienia uwzględniające konieczność występowania
drugiego łańcucha rycyny RTB w nadawaniu rycynie toksyczności.
0 p. – za odpowiedź, która nie spełnia powyższych wymagań, lub za brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Białko RTA w nasionach jęczmienia jest nietoksyczne dla człowieka, ponieważ nie ma w nasionach drugiego łańcucha RTB koniecznego do transportu RTA do cytozolu komórki, gdzie niszczyłby rybosomy.
- Białko RTA w nasionach jęczmienia jest nietoksyczne dla człowieka, ponieważ do transportu RTA do cytozolu komórki potrzebny jest peptyd RTB, który wiążąc się z receptorem błonowym, umożliwiłby przedostanie się RTA komórki.
- Rycyna wykazuje toksyczne właściwości tylko wtedy, jeżeli obie jej podjednostki występują razem. W nasionach jęczmienia zawierających RTA nie ma podjednostki RTB, która umożliwiałaby transport RTA do komórek.
